白光LED用LaF_3:Eu~(3+)红色荧光粉的制备与表征

采用水热法制备具有单一相六方晶系的LaF_3:Eu~(3+)纳米荧光粉.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光致发光光谱(PL)和荧光衰减曲线对LaF_3:Eu~(3+)纳米荧光粉进行表征. LaF_3:Eu~(3+)荧光粉的激发光谱主要由250 nm处的宽带(O2-→Eu3+的电荷转移跃迁)和一些尖峰(Eu3+f-f跃迁)构成,其中位于近紫外区396 nm处有一较强的激发峰.通过发射光谱探测Eu3+在LaF3晶体中的局部晶场环境.在298 K下激发光谱和发射光谱可知,在六方晶系的LaF3纳米晶体中的Eu3+晶格位置从D4h降至到C2v,这是由于晶格变化所造成的.在396 nm激发下,观测到较优掺杂浓度为10%的LaF_3:Eu~(3+)荧光粉在591 nm(5D0→7F1跃迁)处有强烈的红色发射峰.其发光性能表明,LaF_3:Eu~(3+)红色荧光粉在近紫外发光二极管领域具有潜在的应用价值.     

纳米Gd_2O_3:Tb~(3+)的多元醇法制备及发光特性

以DEG为溶剂,分别配置一定比例的GdCl_3, TbCl_3作为前驱液,利用多元醇法合成可用于生物探针的Gd_2O_3:Tb~(3+)纳米晶;将一定量的APTES和TEOS加入制备好的溶液中,使得纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的表面包裹聚硅氧烷层。本实验通过马尔文粒度仪、 X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光分光光度计等检测方法研究不同煅烧温度和不同Tb~(3+)掺杂浓度对纳米晶Gd_2O_3的粒径、物相结构、和发光性能的影响。将真空干燥过的纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)置于马弗炉中分别以600, 800, 1000℃进行煅烧,得到的样品经XRD表征后发现:当煅烧温度为800℃时,得到立方相结构的纳米Gd_2O_3:Tb~(3+)。通过研究不同Tb~(3+)离子掺杂浓度下纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的荧光强度表明:当Tb~(3+)离子浓度为5.0%时,纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的发射强度最强,尤其是在主发射峰545 nm附近Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5能级跃迁峰,其峰值强度比掺杂浓度为2.5%时提高了39%; Tb~(3+)掺杂浓度升高至7.5%时,样品发生了浓度猝灭导致光谱强度下降。     

白光LED用LaPO4:Eu3+红色荧光粉的合成与表征

利用水热法制备了性能稳定的红色荧光粉LaPO4:Eu3+,同时研究了不同的Eu3+浓度、煅烧温度对荧光粉发光性能的影响.通过X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)来表征荧光粉的晶体结构和颗粒大小及形貌;用激发光谱和发射光谱以及荧光衰减曲线来表征荧光粉的荧光性能.结果表明:未煅烧时前躯体主要是六方晶相LaPO4·0.5H2O,煅烧温度在900℃时,所制备样品为单斜相LaPO4:Eu3+;SEM图像显示5 at.%Eu3+掺杂LaPO4呈椭球形,颗粒长约为500 nm,宽约为300 nm.最大发射波长和激发波长分别为592 nm和393 nm,发射光谱中592 nm和612 nm的发射峰对应的是Eu3+离子的5D0→7F1和5D0→7F2跃迁.其荧光寿命为3.32 ms.     

Eu~(3+)掺杂ZnS纳米晶的制备及其表面修饰

通过水相法合成Eu~(3+)掺杂ZnS纳米晶(ZnS:Eu),合成的ZnS:Eu纳米晶具有立方晶形结构,粒径约为2 nm~4 nm,荧光谱图中可以检测到Eu~(3+)的5D0-7FJ(J=0,1,2)的特征吸收峰,这是由于在ZnS:Eu纳米晶内Eu~(3+)周围存在电荷缺陷和晶格缺陷导致的。为了实现ZnS:Eu纳米晶的功能性和可加工性,通过新颖的方法配体交换法合成了5-(2-甲基丙烯酰乙氧基甲基)-8-羟基喹啉(MQ)表面修饰的ZnS:Eu纳米晶(MQ-ZnS:Eu),表面修饰后的MQ-ZnS:Eu纳米晶与ZnS:Eu纳米晶相比较发光效率显著提高,且发射峰发生蓝移,蓝移约80 nm~90 nm,这可能是MQ与ZnS:Eu纳米晶之间协同作用导致的。     

红色荧光粉La2O3：Eu3＋的合成及发光性质

利用复合沉淀法制备了性能稳定的红色荧光粉La2O3：Eu3＋,同时研究了煅烧温度及掺杂Eu3＋浓度对La2O3：Eu。’发光性能的影响．通过X射线粉末衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）来表征荧光粉的晶体结构和颗粒大小及形貌：用激发光谱和发射光谱以及荧光衰减曲线来袁征荧光粉的荧光性能．结果表明：煅烧温度在900℃时,所制备样品为六方晶系La2O3：Eun;SEM图显示掺杂Eu0＋含量为5％的La2O3颗粒直径为15μm左右．最大发射波长和激发波长分别为626nm和396nm,发射光谱中596nm和626nm的发射峰对应的是Eu3＋离子的0D—F1和5D—F2跃迁,其荧光寿命为0．754ms．     

配位体修饰下Eu~(3+)掺杂CaF_2和LaF_3荧光粉发光性能的研究

采用微波法成功合成了具有特殊荧光性质的Eu~(3+)掺杂LaF_3和CaF_2荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。深入探讨了酒石酸钠、Eu~(3+)掺杂量对合成荧光粉发光性能的影响。实验结果表明,酒石酸钠添加量和Eu~(3+)的掺杂量对其荧光性能具有较大影响;摩尔比的变化使Eu~(3+)从磁偶极跃迁占主导转化为电偶极跃迁占主导,进而使主峰位置从之前的588 nm处变成613 nm处。但没有引起其他峰位置的变化,说明Eu~(3+)进入了LaF_3和CaF_2的晶格之中,而没有其他的变化。     

Eu~(3+)/Tb~(3+)掺杂硼硅酸盐玻璃的发光性能

为了弥补目前白光LED显色指数的不足,用传统熔融法制备了Eu3+/Tb3+掺杂的硼硅酸盐玻璃,研究了Eu3+/Tb3+掺杂的硼硅酸盐玻璃在391 nm和462 nm激发下的下转换发光性能和能量传递特征。结果表明,用462 nm激发Eu3+掺杂的硼硅酸盐玻璃样品,发现随着Eu3+浓度的增加,Eu2O3含量为0.5%(摩尔分数)时达到发射强度最大值。对于Eu3+/Tb3+共掺的硼硅酸盐玻璃,在462 nm处呈现最强激发峰,其最强发射峰为612 nm的红光。而且随着Tb3+浓度的增加,Eu3+和Tb3+之间的能量传递加强,大大提高了612 nm红光的发射强度。     

Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光纳米纤维的制备及表征

采用静电纺丝技术制备了非晶态PVP/[Sr(NO3)2+Mg(NO3)2+TEOS+Eu(NO3)3+Dy(NO3)3]复合纳米纤维,在还原气氛下对其进行煅烧,得到了一维纳米结构的Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+发光纤维。对其热性能、物相结构、形貌结构及发光性能进行了表征。热分析表明,温度高于800℃时,复合纤维中的水分、有机物、硝酸盐分解挥发完全,样品不再失重;物相分析表明,经1100℃还原气氛焙烧后形成了发育良好的晶相Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+纳米纤维;形貌分析表明,Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+发光纳米纤维表面粗糙,平均直径约为350 nm,呈颗粒串珠结构;荧光光谱分析表明,在360 nm的近紫外光激发下,Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+纳米纤维发射出Eu2+特征的明亮的蓝光,发射峰位于468 nm;余辉衰减曲线表明,Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+纳米纤维在紫外光照射15 min后其初始余辉亮度达到0.32 cd/m2,肉眼可见。     

Eu~(3+)/Sm~(3+)共掺K_2Gd(WO_4)(PO_4)荧光粉的发光性能及热稳定性研究

采用高温固相法制备了K_2Gd_(1-x-y)(PO_4)(WO_4):x Sm~(3+),y Eu~(3+)新型红色荧光材料,通过利用X射线衍射谱(XRD)、荧光光谱对其结构及发光性能进行了研究。结果表明,稀土离子S~(3+)的掺入没有改变荧光粉的晶相;样品的激发光谱在394 nm有很强的激发峰,与近紫外LED芯片匹配,且Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁表现出616 nm有较好的红光发射,Eu~(3+)的最佳掺杂量(摩尔分数)为y=0.3;Sm~(3+)进入晶格后,激发峰明显增强和变宽,表明Sm~(3+)对Eu~(3+)的发光起到敏化作用;K_2Gd_(0.68)(PO_4)(WO_4)∶0.3Eu~(3+),0.02Sm~(3+)样品在150℃时发光强度仍为初始温度的78%,具有良好的热稳定性且色纯度高,是一种潜在的白光LED用荧光粉。     

红色荧光粉BaAl_2Si_2O_8:Eu~(3+),Li~+的制备和发光性能研究

通过高温固相法合成了红色荧光粉系列Ba_(1-x)Al_2Si_2O_8:Eu_x~(3+),Li_(0.03)~+,并系统地研究了该系列荧光粉的晶体结构和发光性质的变化。合成的试样均为BaAl_2Si_2O_8晶体,均单斜晶系,空间群为C2/m(12)。Eu~(3+)取代Ba~(2+)格位进入基质BaAl_2Si_2O_8晶体,造成了基质晶胞参数a,b,c和晶胞体积V相应地减小,只引起了基质晶体结构轻微的畸变。试样的激发光谱位于220 nm~550 nm,由一个宽带激发谱和一组锐线峰带构成,激发光谱中的最强峰为393 nm(~7F_0→~5L_6)。通过393 nm波段对系列试样进行有效激发,收集到发射光谱均位于550 nm~750 nm,且由发射光谱中出现多条锐线峰,在614 nm(~5D_0→~7F_2)处发射峰最强,Eu~(3+)的595 nm(~5D_0→~7F_1)发射峰劈裂产生了590 nm、595 nm和599 nm处的三个分裂峰,而614 nm(~5D_0→~7F_2)发射峰劈裂为614 nm、617 nm、619 nm、622 nm和627 nm处的五个分裂峰,Eu~(3+)取代Ba~(2+)进入基质晶格BaAl_2Si_2O_8中,与其临近的氧配体形成了C2的点群对称性和Eu~(3+)主要占据非反演对称中心格位。系统研究了该系列荧光粉发光性能与掺杂离子Eu~(3+)浓度的关联。研究结果显示,当掺杂离子Eu~(3+)浓度x≤0.03时,荧光粉的发光强度随着掺杂离子Eu~(3+)浓度x的增加而增加,当x0.03时,随x的增加而减小。试样的色坐标不随掺杂离子Eu~(3+)浓度改变而改变;该系列荧光粉浓度淬灭机理为电偶极–电偶极相互作用。     

溶胶-凝胶法制备La2Ce2O7:Eu3+及其发光性能

采用溶胶-凝胶法（Sol-gel）合成La₂Ce₂O₇:Eu3+系列红色荧光粉,并研究煅烧温度、Eu3+掺杂浓度以及不同种类电荷补偿剂对样品发光性能的影响.通过XRD、SEM、荧光光谱对样品的晶体结构、形貌以及发光性能进行测量和表征.结果表明:实验所得样品主晶相为La₂Ce₂O₇,属于萤石结构. Eu3+及电荷补偿剂的掺杂没有改变其晶体结构.合成的样品在467 nm蓝光激发下发出612 nm的红光.样品的发光强度随煅烧温度以及Eu3+掺杂浓度的提高先增强后减弱,样品的较优的煅烧温度为1 100 ℃,Eu3+较优的掺杂浓度为10 %（摩尔百分比）.掺入电荷补偿剂可以有效增强样品的发光强度,其中掺入Li+后发光增强的效果最显著.      

用于物品安全的Yb~(3+)单掺纳米颗粒的制备与表征

为了提高稀土荧光防伪系统的防伪力度,采用沉淀法制备了用于物品安全的Yb~(3+)单掺杂NaYF_4纳米颗粒。利用FT-IR分析了制备过程中间产物的化学组成。利用XRD和TEM对产物的形貌结构进行表征,并结合吸收光谱和发射光谱图,分析了不同掺杂浓度NaYF_4∶Yb~(3+)纳米颗粒发光特性。实验结果表明,Yb~(3+)与苯甲酸钠反应生成了多齿配合物,验证了苯甲酸钠在制备过程中起络合作用。在N_2氛围中经400℃煅烧4 h得到β-NaYF_4∶Yb~(3+)纳米颗粒,平均粒径为86 nm。该纳米颗粒在900 nm光的激发下具有930 nm～1080 nm的不可见红外发射(归属于Yb~(3+)的~2F_(7/2)→~2F_(5/2)),980 nm激发下具有475 nm的蓝色可见发射(归属于Yb~(3+)对的合作上转换发光),最大红外发射和蓝色上转换发射的样品掺杂浓度分别为5%和20%。研究结果表明NaYF_4∶Yb~(3+)纳米颗粒在物品追踪领域具有良好的应用前景。     

Li~+掺杂对Ca(W,Mo)O_4:Eu~(3+)红色荧光粉结构及发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了一系列Li+掺杂的Ca(W,Mo)O_4∶Eu~(3+)荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光光谱仪对样品的结构、形貌及荧光性能进行了表征。XRD及SEM结果表明,Li~+掺杂没有改变样品原有的四方晶系体心结构,Li+能够以替代和间隙掺杂的方式进入主晶格,适当的Li+掺杂可以改善样品的团聚现象。样品的激发光谱涵盖200~550nm的宽带激发,在395nm激发下,能发射出位于616nm处的窄带红光,归因于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,适量Li~+的掺杂明显提升了样品的发光强度。与其他碱金属离子(Na~+、K~+)掺杂相比,Li~+由于半径最小、电负性最强,使得发光强度增强最多。     

一维四棱柱状Bi_2O_3纳米棒的微乳法合成及光性能

纳米氧化铋是一种重要的功能材料,其可控制备一直是研究的热点。以TritonX-100/正庚烷/正戊醇/水为微乳液体系,采用反相微乳法合成了一维四棱柱状Bi_2O_3纳米棒。采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了煅烧温度和煅烧时间对Bi_2O_3样品晶型和微观形貌的影响。表征结果表明,随煅烧温度增加,产物由四方相β-Bi_2O_3向单斜相α-Bi_2O_3转变,样品为一维四棱柱状纳米棒,其直径为50～100 nm,长为300～600 nm。对前驱体的形成机制进行分析发现,定向附着、自组织和奥斯瓦尔德熟化在微乳体系合成纳米材料的过程中起到了重要作用。紫外-可见光谱(UV-Vis)分析表明,亚稳相β-Bi_2O_3(550 nm)相比稳定相α-Bi_2O_3(460 nm)具有更宽的可见光响应范围和更窄的禁带宽度(分别为2.30和2.74 eV),属于电子从价带跃迁到导带引起的吸收,为Bi_2O_3的直接带隙吸收。荧光光谱(PL)表明β-Bi_2O_3在400～600nm具有宽的发射谱带,466 nm处的强蓝带发射归属于Bi~(3+)的~3P_1→~1S_0跃迁和O~(2-)→Bi~(3+)荷移跃迁,562 nm处绿峰归属于晶体表面氧空位和生长过程中形成的缺陷。     

微波辐射法合成Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料及性能研究

以Gd_2O_3、Eu_2O_3和NH_4HSO_4为原料,采用微波辐射法合成了Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料。并用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱仪对所得发光材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。结果表明,微波辐射30 min可以合成纯相Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料,晶体结构为正交晶系,与Gd_2O_2SO_4结构相同;其形貌不规则,存在团聚现象;Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料呈红光发射,发射光谱由一系列铕离子的~5D_0→~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁的尖峰组成,激发光谱主要由处于200 nm～350 nm的宽激发带和位于397 nm和466 nm的窄激发带组成。     

水热法制备ZnO∶Eu,Yb,Li发光粉及其上转换发光特性

采用低温水热法合成了Eu~(3+),Yb~(3+)和Li~+共掺杂ZnO上转换荧光粉。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行了表征。研究了Yb~(3+)掺杂摩尔比、退火温度对样品上转换发光强度的影响。结果表明,所制备的ZnO∶Eu,Yb粉体为六方纤锌矿结构的六角柱微米棒。在980 nm激光(LD)激发下,在542 nm和660 nm处出现发射峰,讨论了其上转换发光机理。退火温度为650℃时, ZnO∶1.5%Eu,8%Yb,10%Li的红色上转换发光及ZnO∶1.5%Eu,10%Yb,10%Li的绿色上转换发光均达到最强。     

Dy~(3+)替位敏化CaWO_4∶Eu~(3+)荧光材料及其发光性能

采用微乳液法合成具有不同Dy~(3+)掺杂浓度的CaWO_4∶Eu3+,Dy~(3+)荧光粉。通过使用TEM和XRD对荧光体的形貌和结构进行表征,荧光分光光度计测试其光致发光谱。实验结果表明,在395 nm光源激发下,Dy~(3+)掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)和8%时会极大地提高Eu3+的特征发光;在272 nm光源激发下,0.5%Dy~(3+)掺杂会提高Eu3+的特性发光,而Dy~(3+)高浓度掺杂则抑制CaWO_4基质和Eu3+的特征发光。因此,在紫外光激发下低浓度掺杂Dy~(3+)可以增强CaWO_4∶Eu3+荧光材料的发光特性。     

水热微乳液法制Eu3+激活CaWO4纳米发光材料

采用水热微乳液法成功制备了CaWO4:Eu3+纳米粒子,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(FS)、磷光光谱(PL)和余辉衰减曲线对样品进行了表征.研究了Eu3+掺杂浓度、煅烧时间、煅烧温度对材料发光性质及形貌的影响.结果表明,在低温下即可煅烧出具有一定余辉的CaWO4∶Eu3+纳米材料,其粒度均匀、结晶完好,呈球形,适宜的煅烧条件为600℃/2h,Eu3+的掺加量在0.1%(摩尔分数)时,纳米粒子的发光强度最强,余辉衰减时间也最长.     

溶胶-凝胶法制备Ca3Al2O6：Eu3+红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成Ca3Al2O6：Eu3+红色荧光粉,通过XRD、SEM、荧光光谱分别对样品的结构、形貌以及发光性能进行表征,讨论煅烧温度、Eu3+掺杂浓度以及电荷补偿剂对样品发光性能的影响.结果表明：实验所得样品的结构与Ca3Al2O6相同,Eu3+掺杂并没有改变其晶体结构.合成的荧光粉在394 nm近紫外光激发下发出615 nm明亮的红光.样品的红光强度随着煅烧温度的升高先增加后减弱,最佳烧结温度为1200℃.同样红光强度也随着Eu3+掺杂浓度的增加先增加后减弱,最佳Eu3+掺杂浓度为4%（摩尔分数）.加入电荷补偿剂后样品的发光强度均增强,其中加入K+后发光增强的效果最显著.该铝酸盐红色荧光粉性质稳定,在白光LED近紫外芯片激发中具有潜在的应用.     

Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧还原法在1100℃,p H 3~4的条件下制取了Eu~(2+)掺杂铝硅酸锶发光材料,通过TG-DTA、XRD和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构和发光性能,并对Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,样品干凝胶的分解可以分为熔化、有机物的分解及Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)晶相的生成三个阶段,1100℃所有反应完全;Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料属于正方晶系晶体结构,其激发光谱是位于峰值344 nm~350nm的宽带谱,发射光谱峰值位于455 nm,最大发射光谱强度为7500 mcd;Eu2+掺杂浓度对其发光性能影响较大,在实验条件下掺杂摩尔浓度为0.04时激发光谱和发射光谱强度均达到最大。